Problemario fisicquimica.

Espectrografía infrarroja

Resumen

En este ensayo trataremos de explicar las aplicación y la interpretación del espectro de infrarrojo (IR).

Tenemos que tomar en cuenta que la espectroscopia infrarroja se basa en el hecho de que las moléculas tienen frecuencias a las cuales  vibran, es decir, los movimientos de vibración moleculares  que tienen niveles de energía discretos (frecuencias vibracionales) que estarán determinadas por la energía que se le aplique ala molécula para atravesarla lo cual se  le denomina  transmitancia  y está relacionado  al número de ondas que se tenga.

Palabras clave: Numero  de onda, Infrarrojo, tipo de vibraciones, espectro.

Introducción

La espectrografía infrarroja tiene más de un siglo de uso. Los pioneros en el uso del espectro de infrarrojo fueron Abney y Festing, quienes al preparar emulsiones sensibles de infrarrojo y fotografiar los espectros de diversas sustancias orgánicas. Encontraron bandas características de estos espectros. La técnica de espectroscopia infrarroja permite la identificación de grupos funcionales de un compuesto debido a la absorción de ondas caloríficas que produce la radiación infrarroja, que es producido por la vibración intramolecular; por lo que se dice que la estructura interna determina el tipo de absorción. La región infrarroja se divide en tres regiones:

• [pic 3]Infrarrojo cercano(NIR):

La región más utilizada, análisis cualitativo y cuantitativos.

• Infrarrojo medio (MIR):

Determinación cuantitativa, se basan en medidas de la reflactancia difusa

• Infrarrojo lejano (FIR):

Especies organicas y organometalicas.

Desarrollo

La espectroscopia infrarroja se basa en la absorción de las radiaciones infrarrojas que chocan con  la molécula provocando  vibraciones a diferentes longitudes de ondas1.; esto sucederá cuando la energía de un haz de luz infrarroja tenga la energía necesaria para provocar un vibración, esto quiere decir, que la molécula vibrara de una determinada forma dependiendo de la energía que se le suministre, lo cual nos dará una señal especifica  que nos permitirá saber el grupo funcional de la molécula. 

Las longitudes de onda en las cuales se provocaran estas vibraciones mandaran diferentes señal que se observaran en un espectro que es una grafica donde se grafica el numero de ondas el cual es el inverso de  la longitud de onda en relación con la la transmitancia2 de la molécula.

Cabe mencionar que cada molécula presenta un IR característico la cual se puede dividir en dos áreas al momento de interpretar el IR que serán la huella dactil  que se ubicara en la área de 1500 a 200 cm-3    y la de los grupos funcionales se observara en los 2000 a 1500 cm-3 aproximadamente.

Hay que tener presente que existen dos tipos de espectrómetros infrarrojos: los dispersivos y los de transformada de Fourier

El espectrómetro de infrarrojo con transformada de Fourier permite la obtención de espectros de forma  rápida y precisa. Los espectros infrarrojos son de gran ayuda para observar espectros vibracionales.

Los aspectos a resaltar de este tipo de espectroscopia son:

• Si hay moléculas formados por distintos átomos o distribución isotópica3, o configuración o ambientes, entonces habrá diferentes espectros.
• La sustancia puede identificarse por su espectro único.
• Muestran bandas típicas de grupos funcionales4 particulares con intensidades y localizaciones especificas.
• Con ellos se pueden inferir estructuras moleculares.
• Las intensidades en las bandas  del espectro de una mezcla, son proporcionales a  las concentraciones de los componentes individuales.
• Con dispositivos adecuados es posible obtener los espectros sin alteración de la muestra.
• El tiempo es de solo unos  minutos.

[pic 6]

Para medir una muestra, un rayo de luz infrarroja atraviesa la muestra. Cuando la frecuencia de excitación de un enlace (o grupo de enlaces) coincide con alguna de las frecuencias incluidas en las ondas componentes del rayo, se produce absorción. Lo que se va a registrar como la cantidad de energía absorbida en cada longitud de onda; esto se puede  lograrse escaneando el espectro con un rayo , el cual cambia de longitud de onda a través del tiempo, o usando una transformada de Fourier para medir todas las longitudes de onda a la vez.

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